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1、第 八 章,蛋白質的分解代謝,本章主要內容,一 蛋白質的營養(yǎng)作用 二 蛋白質的消化、吸收與腐敗 三 氨基酸的一般代謝 四 氨的代謝 五 個別氨基酸的代謝,第一節(jié) 蛋白質的營養(yǎng)作用,一 蛋白質的生理功能,組織細胞的構件物質，維持細胞組織 的生長、更新和修補,* 參與多種重要的生理活動(如酶、激素),* 氧化供能（17.9KJ/g Pr）,* 可轉化為糖和脂肪等,* 氨基酸是各種含氮化合物的原料,二、蛋白質的需要量和營養(yǎng)價值,*總氮平衡：攝入氮=排出氮 （蛋白質分解與合成處于平衡）如成人,*正氮平衡：攝入氮排出氮 （蛋白質合成量多于分解量）如兒童、孕婦,*負氮平衡：攝入氮<排出氮 （蛋白質分解量多
2、于合成量）如饑餓、消耗 性疾病,（一）氮平衡,尿與糞中的含氮量(排出氮)及攝入食物的含氮量(攝入氮)可反映體內蛋白質的代謝概況，稱為氮平衡。,,（二） 生理需要量,2、最低生理需要量 成人每日最低需要量: 3050g/d,我國營養(yǎng)學會推薦的 成人每日需要量: 80g/d,1、每天最低分解量 成人每日最低分解量約為20g/d蛋白質。,（三） 蛋白質的營養(yǎng)價值,蛋白質的營養(yǎng)價值： 取決于其含必需氨基酸數量及種類的多少,,*嬰兒期組氨酸也是必需的。,纈、異亮、亮、苯丙、蛋、色、蘇、賴氨酸共8種（口訣：借一兩本淡色書來）,*必需氨基酸：,體內需要而又不能自身合成，必須由食
3、物 供應的氨基酸，稱為必需氨基酸。,*半必需氨基酸：酪氨酸和半胱氨酸 （可由苯丙和蛋氨酸在體內合成）,*非必需氨基酸：（特點：體內可合成）,*蛋白質的互補作用：,指營養(yǎng)價值較低的蛋白質混合食用，必需 氨基酸互相補充從而提高營養(yǎng)價值。,谷類蛋白質含賴氨酸較少而含色氨酸較多， 豆類蛋白質含賴氨酸較多而含色氨酸較少，,兩者混合食用可提高營養(yǎng)價值,第二節(jié) 蛋白質的消化、吸收與腐敗,一、蛋白質的消化,內肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、彈性蛋白 酶（水解蛋白質內部肽鍵）,外肽酶：氨基肽酶、羧基肽酶（從肽鍵兩 端開始水解）,1主要的酶類：,據水解肽鍵部位的不同分為兩類：,（1）胃中消化,2消化的部位：
4、,*酶原的激活,*水解,內肽酶 胰蛋白酶 糜蛋白酶 彈性蛋白酶,（2）小腸內消化（主要部位）,主要的酶類：,外肽酶 羧基肽酶A 羧基肽酶B,,,蛋白水解酶作用示意圖,,,,氨基肽酶,內肽酶,羧基肽酶,氨基酸 +,氨基酸,,,,,,二肽酶,二、 氨基酸的吸收,1 主要部位：小腸,（1）氨基酸吸收載體,*堿性氨基酸運載蛋白,*酸性氨基酸運載蛋白,*亞氨基酸運載蛋白,（2）-谷氨?；h(huán)對氨基酸的轉運作用,2 吸收機制,*中性氨基酸運載蛋白（主）,（3）肽的吸收,,,氨基酸進入組織細胞的需鈉主動轉運機制,,,,,ADP+Pi,,ATP,K+,K+,Na+,Na+
5、,外,膜,內,,,,谷胱 甘肽,半胱氨酰甘氨酸,-谷氨酸 環(huán)化酶,5-氧脯 氨酸,谷胱甘肽 合成酶,-谷氨酰 半胱氨酸 合成酶,5-氧脯 氨酸酶,細胞膜,細胞內,細 胞 外,-谷氨?；h(huán),,氨 基 酸,-谷氨酰 氨基酸,ADP+Pi,,,定義：腸道細菌對未被消化的蛋白質及 未被吸收的消化產物進行的代謝過程,1、胺的生成（組胺、尸胺、酪胺等）,,,三、蛋白質的腐敗作用,2 腸道氨的生成（腸道氨的兩種主要來源）,*氨基酸脫氨,*尿素水解,腸菌尿素酶,血中尿素,氨的吸收主要在結腸， 其受腸腔pH的影響， 降低結腸的pH，可減 少腸道氨的吸收,2 腸道氨的生成,3 其它有害物質的生成(如苯酚、吲哚
6、、硫化氫等）,第三節(jié) 氨基酸的一般代謝,氨 基 酸 代 謝 庫,氨基酸代謝概況,一、氨基酸的脫氨基作用,氨基酸,1 氧化脫氨基作用（特點：有氨生成）,亞氨基酸,氨基酸氧化脫氨的主要酶：,* L-氨基酸氧化酶（活性低，分布于肝及 腎臟，輔基為FMN）,* D-氨基酸氧化酶（活性強，但體內D-氨基 酸少，輔基為FAD）,* L-谷氨酸脫氫酶 活性強，分布于肝、腎及腦組織 為變構酶，受ATP、ADP等調節(jié)， 輔酶為NAD+或NADP+ 專一性強，只作用于谷氨酸，催化 的反應可逆,+ NH3,-酮戊二酸,L-谷氨酸脫氫酶,,轉氨酶,+,2. 轉氨基作用,
7、+,,,（1）轉氨酶（其輔酶為磷酸吡哆醛）,*丙氨酸氨基轉移酶（ALT）,又稱谷丙轉氨酶（GPT）,臨床意義：急性肝炎患者血清ALT升高,*天冬氨酸氨基轉移酶（AST）又稱谷草轉氨酶(GOT),臨床意義：心肌?；颊哐錋ST升高,（2）轉氨基作用機制,氨基酸,,磷酸吡哆胺,分子重排,Schiffs堿異構體,,特點：,生理意義：,接受氨基的主要酮酸有：,轉氨基作用,* 只有氨基的轉移，沒有氨的生成,* 催化的反應可逆,* 其輔酶都是磷酸吡哆醛,是體內合成非必氨基酸的重要途徑,*丙酮酸 *-酮戊二酸 *草酰乙酸,轉氨酶,3. 聯合脫氨基作用,轉氨基作用和谷氨酸氧化脫氨基作用的聯合,-酮
8、戊二酸,+ NAD+,谷氨酸脫氫酶,+ NADH+H+,氨基酸,-酮酸,谷氨酸,特點：有氨生成，反應過程可逆,骨骼肌和心肌組織主要由該途徑脫氨,4. 嘌呤核苷酸循環(huán)脫氨反應,生理意義： *體內合成非必需氨基酸的主要途徑 * 肝、腎等組織主要脫氨途徑,3. 聯合脫氨基作用,-酮酸,草酰乙酸,嘌呤核苷酸循環(huán)（1）,AST,嘌呤核苷酸循環(huán)(2),延胡索酸,蘋果酸,草酰乙酸,,轉氨基作用,二、-酮酸的代謝,2. 經三羧酸循環(huán)氧化供能,1. 經氨基化生成非必需氨基酸,3. 轉變?yōu)樘羌爸?生糖氨基酸：甘、絲、丙等多種氨基酸,生酮氨基酸：亮氨酸、賴氨酸,生酮兼生糖氨基酸：異亮、苯丙、酪、蘇、
9、色,氨基酸、糖及脂肪代謝的聯系,第四節(jié) 氨的代謝,一、 體內氨的來源,*來源： 氨基酸脫氨（主）,從腸道吸收的氨,腎臟產生的氨（主要來自谷氨酰胺分解的氨）,該部分氨分泌到腎小管腔中主要與尿中的H+結合 成銨鹽由尿排出，當尿pH升高時，分泌受阻， 被吸收入血。,肝功能嚴重障礙的病人，不宜使用堿性利尿藥， 以免血氨升高。,氨的去路：,合成尿素排出（主）,與谷氨酸合成谷氨酰胺,合成非必需氨基酸及含氮物,經腎臟以銨鹽形式排出,二、 氨的轉運,1. 丙氨酸-葡萄糖循環(huán),丙氨酸,葡萄糖,2. 谷氨酰胺的運氨作用,L-谷氨酸,谷氨酰胺,(腦、肌肉),(肝、腎),,尿素、銨鹽等,臨床上用谷氨酸鹽 降低血氨,
10、谷氨酰胺,谷氨酸,Asp,Asn,NH3,天冬酰胺酶,白血病細胞不能,,臨床上用此酶分解血 的Asn治療白血病,三、 尿素的生成,（一） 尿素合成的主要器官：肝臟,瓜氨酸,2分子氨與1分子 CO2結合生成1分 子尿素及1分子水,（二） 尿素合成的鳥氨酸循環(huán),（三） 鳥氨酸循環(huán)的詳細步驟,CO2 + NH3 + H2O,氨基甲酰磷酸合成酶I（CPS-）,2ATP,2ADP+Pi,1. 氨基甲酰磷酸的合成（反應部位：線粒體）,N-乙酰谷氨酸是CPS-的變構激活劑,2. 瓜氨酸的合成,鳥氨酸,+ H3PO4,瓜氨酸,,反應部位：線粒體,,3. 精氨酸的合成-1（反應部位：胞液）,*天冬氨酸,精氨酸代
11、琥珀酸,,3. 精氨酸的合成-2,精氨酸,4. 精氨酸水解為尿素,,NH3 + CO2 + H2O,氨基甲酰磷酸,精氨酸代琥珀酸,瓜氨酸,,,,天冬氨酸,-酮戊二酸,線粒體,胞液,鳥氨酸循的全過程,（四）尿素合成的調節(jié),1. 食物蛋白的影響 高蛋白膳食時尿素合成速度 加快，且排出的含氮物中尿素占90%,3. 精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的限速酶， 可調節(jié)尿素的合成。,2. CPS-的調節(jié) 精氨酸激活AGA合成酶，促進 AGA的合成，AGA激活CPS-，尿素合成加快,尿素合成小結,主要器官：肝臟, CO2 2NH3（其中1分子來自于天冬氨酸*） 4ATP,生理意義：是體內氨的
12、主要去路, 解氨毒的重要途徑。,總反應方程式：,原料：合成1分子尿素需：,2NH3 + CO2 + 3ATP + H2O,限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶,(四) 高血氨癥與肝昏迷,* 血氨正常參考值：5.5465mol/L,*引起高血氨癥主要原因： 肝功能嚴重損傷，尿素合成障礙,*機制： 腦中氨升高，消耗-酮戊二酸（轉變?yōu)楣劝彼幔?使三羧酸循環(huán)減弱，ATP合成減少，引起大腦功能障 礙，嚴重時昏迷。,*降低血氨的措施： 限制蛋白進食量，給腸道抑菌藥物， 給谷氨酸使其與氨結合為谷氨酰胺,一、氨基酸的脫羧基作用,1. -氨基丁酸（GABA）,功能：為一種抑制性神經遞質，對 中樞神經系
13、統(tǒng)有抑制作用。,GABA,第五節(jié) 個別氨基酸的代謝,氨基酸脫羧酶其輔 酶為磷酸吡哆 醛,2. ?；撬?功能：結合膽汁酸的重要組成成分,L-半胱氨酸,牛磺酸,,功能： *擴張血管、降低血壓 *刺激胃酸分泌,組胺,L-組氨酸,,3. 組胺,4. 5-羥色胺（5-HT）,功能： *腦中的5-HT是一種抑制性神經遞質 * 外周組織的5-HT有收縮血管的作用,色氨酸,,5-HT,5. 多胺,*腐胺 *精脒（亞精胺） *精胺,定義：分子中含有2個以上氨 基的胺類物質,功能：*調節(jié)細胞增長，促進細胞增殖。 *血尿中多胺的水平可作為癌瘤病的 輔助診斷及觀察病情變化的指標,5. 多胺,鳥氨酸,
14、,,,種類： * 甲基（-CH3） * 亞甲基（-CH2- 甲烯基） * 次甲基（=CH- 甲炔基） * 甲?；?CHO） * 亞氨甲基（-CH=NH）,特點：不能游離存在，以四氫葉 酸為載體參與反應。,一碳單位的載體（四氫葉酸,FH4）,2. 一碳單位與四氫葉酸,一碳單位與四氫葉酸的結合形式：,N5N10-亞甲基四氫葉酸 （N5，N10-CH2-FH4）,（R）,N5N10-次甲基四氫葉酸 （N5，N10=CH-FH4）,N10-甲酰四氫葉酸 （N10-CHO-FH4）,一碳單位與四氫葉酸的結合形式：,,N5-亞氨基甲基四氫葉酸 （N5-CH=NH-FH4）,
15、一碳單位與四氫葉酸的結合形式：,（R）,3. 一碳單位與氨基酸代謝,+ FH4,絲氨酸,3. 一碳單位的產生,+ CO2+ NH3,3. 一碳單位的產生,組氨酸,4、一碳單位的相互轉變,5.一碳單位的生理功用,* 參與嘌呤、嘧啶核苷酸及蛋氨酸等的合成。,將氨基酸與核苷酸代謝密切相連。,* 一碳單位代謝障礙會影響DNA、蛋白 質的合成，引起巨幼紅細胞性貧血。,* 磺胺類藥及氨甲喋呤等是通過影響一碳 單位代謝及核苷酸合成而發(fā)揮藥理作用。,*參與許多物質的甲基化過程。,三、含硫氨基酸的代謝,1. 甲硫氨酸的代謝 （1）甲硫氨酸與轉甲基作用,R (腺嘌呤）,蛋氨酸,重要的轉甲基作用的受體及產物 ,
16、甲基受體 甲基化產物 甲基受體 甲基化產物 ,去甲腎上腺素 腎上腺素 RNA 甲基化的RNA 胍乙酸 肌酸 DNA 甲基化的DNA 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰膽堿 蛋白質 甲基化的蛋白質 ,( 2) 蛋氨酸循環(huán),蛋氨酸,ATP,H2O,腺苷,同型半胱氨酸,RH,* 使N5-CH2FH4釋出-CH3重新變成游 離的FH4，繼續(xù)運載一碳單位。,蛋氨酸循環(huán)的生理意義：,N5-CH3-FH4轉甲基酶的輔酶為維生素B12，當維生素 B12缺乏時，影響四氫葉酸的再生，一碳單位轉運受 阻，導致核酸合成障礙，可產生巨幼紅細胞性貧血。,* 減少蛋氨酸的凈消耗，重復利用以 滿足機體對甲基化的供
17、體的需要。,小 結,（3）肌酸的合成,（3）肌酸的合成,肌酸,磷酸肌酸,PO3H2,肌酸酐,2. 半胱氨酸與胱氨酸的代謝 （1）半胱氨酸與胱氨酸的互變,+ 2H,ATP + SO4-,2. 半胱氨與胱氨酸的代謝,（2）硫酸根的代謝,PAPS是活性硫酸根，參與轉硫酸基反應,谷氨酸 + 半胱氨酸, -谷氨酰半胱氨酸,谷胱甘肽（GSH）,生成：,* 2GSH + 2Hb-Fe3+,2GSH + H2O2,* 作為抗氧化劑，維持酶-SH的還原性和膜的完整性,* 參與生物轉化,* 參與氨基酸轉運,四、芳香族氨基酸的代謝,苯丙氨酸羥化酶,1、苯丙氨酸和酪氨酸的代謝,苯丙氨酸,（1）兒茶酚胺與黑色素的合成,酪氨酸,多巴,多巴胺,（1）兒茶酚胺與黑色素的合成,多巴胺,腎上腺素,腺苷同型半胱氨酸,酪氨酸合成黑色素,（2）酪氨酸的分解代謝,酪氨酸,皮膚、毛發(fā)等的黑色素由酪氨酸通過酪氨酸酶催化生 成。人體缺乏此酶，則黑色素合成障礙，導致白化病。,延胡索酸 + 乙酰乙酸,（生糖兼生酮）,（3）苯丙酮酸尿癥,苯丙氨酸,苯乙酰谷氨酰胺,先天性缺少苯 丙氨酸羥化酶,苯丙酮酸的堆積對中樞神經系統(tǒng)有毒性，導致患兒智力發(fā)育障礙,五、支鏈氨基酸的代謝,纈氨酸 亮氨酸 異亮氨酸,生糖氨基酸,生糖兼生酮氨基酸,生酮氨基酸,
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